FVCOM model estimate of the location of Air France 447

On June 1, 2009, Air France AF447 disappeared in the Equatorial Atlantic Ocean en route from Rio de Janeiro, Brazil, to Paris, France. On June 6–19, 2009, bodies and debris from the aircraft were recovered floating in the equatorial ocean. This paper describes efforts on using the global–local nested finite volume community ocean model (FVCOM) to model reversely the tracks of bodies and debris back to the time of the crash and to help searchers locate the cockpit voice and flight data recorders and learn why this tragic accident occurred. To validate the reliability and reality of FVCOM, eight surface drifters were deployed by the French Bureau d’Enquêtes et d’Analyses pour la sécurité de l’aviation civile (BEA) near the last known position in early June 2010 for a period of 3?weeks. These drifter data were used to optimize the spatial and temporal correlation scales of the adaptive sampling data assimilation method of FVCOM. Applying an optimized FVCOM system to assimilate all available drifter- and float-tracking-derived currents in May–June 2009 under three different wind conditions, we reproduced the June 2009 current fields in the area near the LKP and used these fields to reversely track bodies and debris from locations where they were found to the time when the crash occurred. Possible locations for the crashed plane were suggested based on our model results and were made available to the French investigators and the Woods Hole Oceanographic Institution REMUS autonomous underwater vehicle Operations Group who successfully located the aircraft debris field in April 2011 on the seafloor at a depth of 3,900?m.     

地震荷载作用下地下洞室不利地质结构塌落机制研究

目前地下结构地震动力分析主要研究围岩响应特征,对围岩中赋存的岩体结构的动力响应规律、塌落机制还缺乏深入研究。结合大岗山水电站工程地下洞室群,基于块体理论选取3种不利地质结构组合作为地下洞室群动力分析的主要结构形式,接着运用离散元程序UDEC研究两种地震动工况作用下不同不利地质结构组合切割的地下洞室围岩动力响应、变形特征以及节理的张开、滑移特征,分析开挖面附近块体的塌落机制。研究结果表明,陡倾角结构面切割形成不利地质结构对地下洞室围岩变形破坏机制影响较大;在地震荷载作用下,陡倾不利地质结构沿节理面的滑塌具有突发性,并且塌落模式随地震强度增加可能发生变化。     

我省金刚石找矿不应就此却步--黔东金刚石异常之我见

贵州是我国最先发现金刚石原生矿的地方,由于已知矿床在长期的地质历史中,已遭严重剥蚀,从而丧失其经济价值。目前,整个找矿进程已被完全终止。出人意料,新近在贵州东部的民众淘金活动中,发现一金刚石异常。这一发现表明,在异常区及其附近极有可能找到具经济价值的金刚石矿床。尽管对金刚石的来源已经进行了初步追索,从而获未获结果,但笔者在对有关信息进行了认真分析后认为,该区仍有可能找到具经济价值的金刚石砂矿,甚至经济价值极大的原生矿。因此,不应该终止我省的金刚石的找矿工作。     

Probabilistic modeling and uncertainty estimation of urban water consumption under an incompletely informational circumstance

With a booming development characterized by new urbanization in current China, urban water consumption attracts growing concerns. An efficient and probabilistic prediction of urban water consumption plays a vital role for urban planning toward sustainable development, especially in megacities limited by water resources. However, the data insufficiency issue commonly exists nowadays and seriously restricts further development of urban water simulation. In this article, we proposed a consolidated framework for probabilistic prediction of water consumption under an incompletely informational circumstance to deal with the challenge. The model was constructed based on a state-of-the-art Bayesian neural networks (BNNs) technique. Three dominated influencing factors were identified and included into the BNN model. Future impact factors were generated by using a variety of methods including a quadratic polynomial model, a regression and auto-regressive moving average combination model and a Grey Verhulst model. Thereafter, water consumption projection (2013–2020) and uncertainty estimates was done. Results showed that the model matched well with observations. Through reducing the dependence on large amount of information and constructing a probabilistic means incorporating uncertainty estimation, the new approach can work better than conventional means in support of water resources planning and management under an incompletely informational circumstance.     

GPS/INS位置、速度和姿态全组合导航系统研究

传统的GPS/INS组合导航是以位置和速度为观测量进行组合,其可观测性与载体的运行轨迹有关,从而影响整个系统的精度和可靠性。为解决这一问题,本文提出了地固坐标系下的位置、速度和姿态全组合方法,推导了GPS多天线测姿的误差方程,给出了姿态误差与平台失准角之间的转换关系,在传统的位置和速度组合基础上建立了全组合导航的数学模型,并通过实测机载数据对该模型进行检验。结果表明,该模型显著提高了姿态精度,对速度和位置精度也有一定程度的提高。     

基于小波包和空间相关性分析的人工地震波仿真技术

考虑强震作用下地震动参数的空间相关性,是生命线工程、道路、桥梁等呈空间分布的大型结构抗震设计的重点问题。由于强震观测历史和观测设备的限制,符合设计标准的地震波较为匮乏。因而,人工地震波成为结构抗震时程计算分析的一个重要技术。小波包技术将地震波进行时域和频域分解及合成并通过区域化的强震记录,得出小波包参数在时域和频域的统计特征及其空间相关性。进一步采用克里格插值法对无观测记录场址的地震动小波包参数进行最优估计,从而合成人工地震波。能较好地模拟人工地震波的区域空间相关特征,将为重大工程结构的防灾抗震仿真计算和动力优化设计提供实用可靠的地震波输入。     

赤城井水温趋势转折上升原因分析

赤城井水温2010年底至2011年初由下降趋势转折上升,最大上升幅度约0.02℃,本文对此现象进行了实地调查和分析研究。通过环境因素对比分析,认为该井水温转折上升与赤城县城区白河湾公园蓄水有关。同时,根据分析结果,推测赤城井水温后续变化的可能特征是持平或恢复下降趋势。     

1961-2010年西藏雅鲁藏布江流域降水量变化特征及其对径流的影响分析

采用1961-2010年雅鲁藏布江流域6个气象站近50 a降水量的实测数据,统计降水量的年、干季、湿季平均序列;结合流域6个水文站近50 a年径流序列资料,分析雅鲁藏布江流域降水变化特征及其对径流量的影响. 研究表明： 雅鲁藏布江流域1961-2010年近50 a年平均降水量表现为不显著增加,增加速率为3.3 mm·（10a）^-1,其中干季、湿季分别为1.9 mm·（10a）^-1 和1.4 mm·（10a）^-1,均为增加趋势;降水量的年代际变化在20世纪60年代相对偏多,70年代较平稳,而80年代为最少,到90年代有所回升,21世纪前10 a降水量处于不显著的增多态势. 雅鲁藏布江径流的变差系数C_V值在0.15~0.40之间,年际变化较小. 径流的年代际变化总体上存在一定的周期性波动,20世纪60年代是一个相对的丰水期,70年代减少,80年代达到最小值,之后径流有所回升,进入21世纪前10 a呈不显著增加趋势. 年、湿季尺度上径流量和降水量的相关显著,湿季作为径流主要形成期,其降水量的多寡直接影响流域径流量的丰枯,湿季降水量的增减影响着流域径流量的增减. 由此可见,降水变化是雅鲁藏布江天然径流最主要影响因子,最终也决定了雅鲁藏布江流域年径流量的丰枯.     

214国道沿线的多年冻土及其工程地质条件评价

214国道位于青藏高原的东缘,1985-2012年期间的冻土勘察和地温监测资料表明,在河卡山至清水河439 km范围内的高山、滩地和沼泽化草甸地区分布着不连续和岛状多年冻土,公路实际穿越的多年冻土段累计里程约232.4 km,沿线绝大部分路段的地温高于-1.5℃,含冰量、冻土上限等多年冻土特征指标随地形、地貌变化剧烈. 在分析上述资料的基础上,从冻土热稳定性和自然环境两个因素入手,采用突变级数法建立了多年冻土工程地质条件评价模型并对214国道多年冻土工程地质条件进行了定量评价. 结果表明：214国道沿线冻土热稳定性普遍较差,自然环境多处于一般状态. 除局部少冰、多冰冻土路段以外,沿线多年冻土工程地质条件总体处于较差或恶劣状态. 与214国道病害调查资料进行比较后发现,路基病害一般发生在工程地质条件差的路段. 这表明该评价结果比较准确的反映了沿线的多年冻土工程地质条件,对于现有214国道和新建共和-玉树高速公路的运营和维护具有重要的指导意义.     

新疆冬春季积雪及温度对冻土深度的影响分析

利用新疆64个气象台站1960-2010年的气象资料,分析了新疆50 a来冻土深度的变化趋势,并讨论了温度（平均地温、平均气温）、降水（冬春季年降水、平均积雪深度）与冻土深度（平均冻土深度、最大冻土深度）的相关关系. 结果表明：以10 a时段的年代际变化分析,新疆50 a来平均冻土深度和最大冻土深度均呈明显减小趋势. 50 a来平均冻土深度全疆、北疆、南疆分别减小了约7 cm、10 cm、4 cm,最大冻土深度则分别减小了约11 cm、16 cm、9 cm. 新疆50 a来平均气温和平均地温均呈波动上升趋势,且与冻土深度均有着良好的相关性,其与平均冻土深度的相关系数分别达到了-0.67、-0.77,与最大冻土深度的相关系数也分别达到了-0.51、-0.65,地温与气温的上升对应着冻土深度的减小. 新疆冬春季年降水与冻土深度有着较好的相关性,其与平均冻土深度、最大冻土深度的相关系数分别达到了-0.40、-0.37. 新疆的平均积雪深度与冻土深度也有着一定的弱相关,其原因与积雪对地面的保温作用有关.